Peter Norton's New Inside the PC (Peter Norton) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Sams

作者:Peter Norton

出品人:

页数:640

译者:

出版时间:2002-04-22

价格:USD 49.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780672322891

丛书系列:

图书标签:

• 软件开发
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深入探索现代计算机硬件与软件架构的基石 一本面向技术爱好者、专业人士及未来工程师的权威指南 本书旨在为读者构建一个全面、深入且紧密联系现代计算环境的知识体系。它超越了基础操作系统的表层，直达计算机硬件、底层软件以及系统级交互的核心机制。我们聚焦于解析当今主流计算平台（无论是x86-64架构还是新兴的ARM生态）是如何从最底层的电子信号逐步构建起复杂、高效且安全的运行环境的。 --- 第一部分：从硅片到指令集——硬件基础的深度解构 本部分将带领读者穿越微处理器设计的迷宫，理解现代CPU如何实现惊人的性能飞跃。我们将抛弃简化的模型，深入探讨现代处理器的微架构细节。 1.1 现代处理器核心的复杂性 流水线与乱序执行（OoOE）： 深入剖析超长指令流水线的工作原理，如何通过指令窗口、重排序缓冲区（ROB）和执行单元并行化来隐藏指令延迟。我们将详细分析分支预测单元（BPU）的结构，包括两级预测器、间接分支目标缓冲区（BTB）以及错误预测带来的惩罚与回滚机制。 缓存层级与一致性协议： 探讨L1（指令/数据）、L2、L3缓存的设计哲学，不仅仅是容量和延迟，更关注缓存行的组织、替换策略（如伪LRU的实际实现）以及多核环境下缓存一致性协议（如MESI、MOESI）在硬件层面的保证机制。我们将分析如何通过内存访问模式优化来最大化缓存命中率。 向量化与SIMD扩展： 聚焦于AVX-512、Neon等高级向量指令集的架构设计，理解它们如何通过单指令多数据操作实现数据并行，以及编译器如何有效地利用这些扩展来优化科学计算、图形处理和深度学习工作负载。 1.2 内存子系统与I/O交互 DRAM控制器与内存访问模式： 剖析DRAM内部的Bank、Row/Column寻址机制，以及内存控制器如何管理地址映射、刷新操作和猝发传输（Burst Transfer）以优化吞吐量。 虚拟内存与地址翻译： 详细解析页表结构（包括四级或五级页表），TLB（转换后援缓冲器）的工作机制，以及操作系统如何与硬件MMU（内存管理单元）协作，实现进程隔离和内存保护。 现代I/O架构： 重点解析PCIe总线规范的演进，包括事务层（TLP）、数据链路层（DLLP）的握手协议，以及DMA（直接内存访问）的实现，理解I/O设备如何绕过CPU直接读写内存，以及该机制的安全隐患与缓解措施（如IOMMU）。 --- 第二部分：系统软件的骨架——操作系统内核的内部机制 本部分将深入挖掘操作系统的核心组件，理解它们是如何在硬件之上构建起一个稳定、高效且多任务的环境。我们主要以类Unix内核（如Linux）的视角进行剖析，同时兼顾Windows NT内核的关键设计思想。 2.1 进程与线程管理 上下文切换的成本与优化： 详述寄存器保存、程序计数器更新、TLB维护等操作在硬切换（中断/陷阱）和软切换（调度器选择）中的实现细节。 调度算法的现实应用： 分析现代高负载系统中的抢占式调度策略（如CFS - 完 সার্ব 完 满度调度器或其现代变体），理解时间片分配、优先级继承和实时任务处理的平衡艺术。 内存隔离与虚拟地址空间： 深入研究内核如何为每个进程维护独立的地址空间视图，包括代码段、数据段、堆栈和共享库的映射。 2.2 文件系统与持久化存储 现代日志文件系统的事务性： 探讨Ext4/XFS/Btrfs等文件系统的Journaling（日志记录）机制，理解如何通过写入日志来保证数据一致性，以及延迟写入（Writeback）策略对性能的影响。 块设备的抽象层： 分析Linux内核中的VFS（虚拟文件系统）层，理解它如何提供统一的接口来操作不同底层文件系统和块设备。 SSD与闪存的挑战： 讨论闪存（NAND）的磨损均衡（Wear Leveling）和垃圾回收（Garbage Collection）机制如何被固件和高级文件系统（如ZFS/Btrfs）纳入考虑，以延长介质寿命并维持性能。 --- 第三部分：连接的艺术——网络堆栈与安全基础 本部分关注系统如何与外部世界通信，并确保通信与数据访问的安全性。 3.1 现代TCP/IP协议栈的实现 内核网络子系统的结构： 剖析Socket层、传输层（TCP/UDP）和网络层（IP）在内核中的数据结构和流程。重点分析TCP拥塞控制算法（如CUBIC或BBR）的工作原理及其对网络延迟的影响。 零拷贝技术： 详细介绍Sendfile()、splice()等系统调用如何绕过用户空间，减少数据在内核与用户空间之间的拷贝，从而提高网络I/O效率。 3.2 系统安全与隔离机制 内核级安全增强： 探讨现代操作系统如何利用硬件特性（如Intel VT-x/AMD-V）来实现Hypervisor层的虚拟化安全，以及更细粒度的安全机制，如SELinux/AppArmor（强制访问控制模型）的工作原理。 地址空间布局随机化（ASLR）的深入分析： 不仅仅是随机化基础地址，更要分析其在32位和64位架构上的实现复杂性，以及如何对抗信息泄露攻击。 --- 第四部分：底层调试与性能分析工具链 理解硬件和软件的接口后，本书最后一部分将介绍如何使用专业工具来洞察系统的实际运行状态，并进行高效的性能优化。 4.1 性能分析的实践 事件计数器与硬件性能监控单元（PMU）： 学习如何利用CPU内置的PMU来精确测量缓存未命中次数、分支错误、指令周期等底层硬件事件，并使用如`perf`等工具进行采样和分析。 系统调用追踪与延迟分析： 掌握`strace`/`dtrace`等工具的原理，理解系统调用的开销，以及如何区分计算密集型和I/O密集型应用的瓶颈。 4.2 调试与逆向工程的基础 调试器的工作原理： 探究GDB等调试器如何利用硬件断点（Debug Registers）、ptrace（或类似的内核接口）来实现代码执行的暂停、单步跟踪以及内存的动态修改。 汇编语言与反汇编： 强调掌握目标架构的指令集（如x86-64的复杂寻址模式和操作码结构），这是理解编译输出和诊断复杂Bug的必要基础。 --- 目标读者： 计算机科学专业高年级学生、系统软件工程师、嵌入式开发人员、性能优化专家，以及任何渴望从根本上理解现代计算设备如何运作的资深技术人员。本书要求读者具备一定的C/C++编程基础和对操作系统基本概念的了解。

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这本书真是让我大开眼界！作为一个对电脑硬件不太了解，但又想深入了解自己电脑内部运作的人，这本书简直是我的救星。Peter Norton 的讲解风格非常清晰易懂，一点点地剥开电脑的神秘面纱。从最基础的中央处理器（CPU）到内存（RAM），再到各种接口和扩展槽，他都用最生动形象的比喻来解释，让我这个电脑小白也能瞬间明白那些复杂的术语。我尤其喜欢他关于主板的部分，详细介绍了各种芯片组的作用，以及它们如何协同工作来支撑整个系统的运行。读完这一部分，我对电脑的“大脑”和“骨架”有了全新的认识，感觉自己就像一个刚刚掌握了基础解剖学的医生。而且，书中的插图也非常精美，让我在阅读过程中不至于感到枯燥乏味，仿佛真的在亲手拆解和组装一台电脑一样。我迫不及待地想继续探索硬盘、显卡以及各种外围设备的奥秘，这本书让我对未来的电脑学习充满了信心。

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哇，这本书的深度绝对超出了我的预期！我原以为它会是那种泛泛而谈的科普读物，但事实证明我大错特错了。Peter Norton 在书中对于各个组件的讲解，简直可以说是“深入骨髓”。他不仅仅是告诉你某个部件是做什么的，更是细致入微地解释了它的工作原理，甚至还涉及了一些底层操作系统的交互。我最佩服的是他在介绍存储设备时，详细阐述了从早期的软盘到如今的固态硬盘（SSD）的发展历程，以及它们在数据读写速度、可靠性和容量上的巨大差异。他还花了相当多的篇幅讲解了文件系统的概念，包括FAT、NTFS以及更现代的文件系统，这让我对数据的组织和管理有了更深刻的理解。读这本书，我感觉自己不仅仅是在学习电脑知识，更是在学习一种“思考”电脑的方式。这本书不适合那些只想简单了解电脑外观的人，它需要你投入时间和精力去消化，但回报绝对是巨大的。

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这本书简直是为那些有志于成为“电脑达人”的人量身定做的！Peter Norton 的写作风格有一种魔力，能够把原本枯燥的技术知识变得引人入胜。我特别喜欢他关于网络连接的部分，从早期的调制解调器到现在的宽带技术，他都娓娓道来，让我明白了互联网是如何一步步走到今天这个样子。他还详细解释了各种网络协议，比如TCP/IP，以及它们在数据传输中的作用。读完这部分，我感觉自己不再是被动地使用网络，而是能够理解网络背后的逻辑。而且，书中对于安全性的讨论也让我受益匪浅。他讲解了各种病毒、木马的工作原理，以及如何保护我们的电脑免受侵害。这让我对网络安全有了更强的意识，也学会了一些基本的防范措施。这本书不仅仅是关于硬件，更是关于如何构建一个安全、高效的数字生活。

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我必须承认，这本书对我的挑战不小，但同时也带来了巨大的成就感。Peter Norton 的讲解方式非常注重逻辑性和系统性，他总是能将复杂的技术问题分解成一系列可理解的步骤。我尤其喜欢他关于电源供应器（PSU）的章节，详细解释了不同瓦数的电源对于电脑性能的影响，以及如何选择适合自己电脑配置的电源。他还提到了电源的效率等级，这对于节能和稳定运行都至关重要。让我印象深刻的是，他还深入讲解了BIOS/UEFI的作用，以及它们在电脑启动过程中的地位。理解了这些，我感觉自己对电脑的“开机仪式”有了前所未有的清晰认识。这本书要求读者具备一定的耐心和专注度，但一旦你克服了初期的困难，你就会发现自己对电脑的理解提升到了一个新的层次。

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从这本书中，我学到了太多关于电脑硬件升级和维护的实用知识。Peter Norton 的讲解方式非常接地气，他能够站在普通用户的角度，解答我们在使用电脑过程中可能会遇到的各种疑问。我特别关注了他关于内存升级的部分，详细解释了不同类型的内存（DDR3、DDR4等）以及它们之间的兼容性问题。他还提供了很多关于如何判断内存是否损坏以及如何进行简单故障排除的建议。此外，他对硬盘维护的指导也让我受益匪浅，特别是关于碎片整理和数据备份的重要性，这让我对保护自己的数据有了更深刻的认识。读完这本书，我感觉自己对电脑不再是“一窍不通”，而是能够更自信地进行一些基本的硬件操作和维护，这无疑大大提升了我使用电脑的乐趣和效率。

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